La fem autoinductiva, igual al producto de la inductancia del circuito por la tasa de cambio en la intensidad de la corriente, evita un cambio en la intensidad de la corriente en el circuito.
Una corriente eléctrica crea un campo magnético a su alrededor y parte de las líneas de inducción magnética de este campo siempre pasa a través del circuito por el que fluye la corriente (Fig. 6a). Si la corriente que circula por un circuito cambia con el tiempo (corriente alterna), entonces el flujo magnético a través de este circuito también cambia, lo que significa que surge una fem inducida que impide un cambio en el flujo magnético (regla de Lenz). Sin embargo, cuando la corriente cambia en cualquier circuito, se produce una fem inducida que evita estos cambios. Este fenómeno se llama autoinducción y la fem correspondiente es la fem de autoinducción, Eis.
El fenómeno de la autoinducción se demuestra en la Fig. 6b, que muestra cómo cambia la intensidad de la corriente a través de la bobina cuando se conecta y desconecta una fuente de corriente. Se puede observar que cuando el circuito está cerrado, la corriente a través de la bobina alcanza un valor correspondiente a la resistencia de la bobina, no instantáneamente, sino gradualmente. La razón de esta desaceleración en el crecimiento de la corriente es la fem autoinducida, dirigida contra la fem de la fuente de corriente. Cuando se abre el circuito, aparece un EMF de autoinducción en la bobina, tratando de mantener la intensidad de la corriente que había antes de que se abriera el interruptor, como resultado de lo cual la intensidad de la corriente a través de la bobina no cae instantáneamente, sino gradualmente. La energía requerida para que la corriente fluya a través de la bobina después de que se haya desconectado la fuente de corriente (Fig. 6b) es la energía del campo magnético de la bobina.
Para describir cuantitativamente el fenómeno de la autoinducción, encontramos la dependencia del flujo magnético F a través del circuito de la intensidad de la corriente I en este circuito. Obviamente, el flujo magnético a través de una espira es proporcional a la inducción magnética dentro de la espira, y la inducción magnética es proporcional a la corriente en el conductor. Por esta razón, el flujo magnético debe ser proporcional a la intensidad de la corriente:
Ф = L.I, (6.1)
donde L es un coeficiente de proporcionalidad llamado inductancia del circuito. Un circuito con inductancia se indica en el diagrama mediante el icono correspondiente (ver Fig. 6b usando (6.1), la ley de inducción electromagnética (5.2), y también asumiendo que la inductancia del circuito no cambia cuando la intensidad de la corriente. en sus cambios, se puede encontrar la fem autoinductiva Eis:
La unidad de inductancia del SI es el henrio (H). De (6.2) se deduce que la inductancia del circuito depende de la forma y el tamaño de este circuito. Así, la inductancia de un circuito plano es mayor cuanto mayor es su superficie, y la inductancia de una bobina es proporcional a su diámetro y al número de vueltas que tiene. Al mismo tiempo, la inductancia
La fuerza de la bobina aumenta cuando en su interior hay un núcleo de hierro o una aleación que puede magnetizarse.
El fenómeno de la autoinducción se parece al fenómeno de la inercia en mecánica. La inercia de un cuerpo, medida por su masa m, ralentiza la reacción del cuerpo ante una fuerza que se le aplica. Lo mismo sucede en un circuito cuando quieren cambiar la intensidad de la corriente en él. En este caso, como se desprende de (6.2), la medida de “inercia” del circuito es su inductancia. La analogía entre los fenómenos electromagnéticos y mecánicos nos permite suponer que la corriente en el circuito juega el mismo papel que la velocidad del cuerpo v, y la fem es similar a la fuerza que actúa sobre el cuerpo. Siguiendo con esta analogía, podemos deducir una fórmula para la energía del campo magnético de la bobina, basándonos en el hecho de que la energía cinética del cuerpo es igual. Reemplazando m por L y v por I, obtenemos la siguiente expresión para la energía WМ del campo magnético de un circuito con inductancia L y corriente I:
Los cálculos muestran que la expresión (6.3) es efectivamente correcta, lo que demuestra la exactitud de las analogías entre los fenómenos mecánicos y electromagnéticos.
Preguntas de revisión:
¿Cuál es el fenómeno de la autoinducción?
· ¿Cómo se llama la inductancia y en qué unidades se mide?
· ¿Cuál es la fem autoinducida?
· ¿Cuál es la energía del campo magnético del circuito portador de corriente?
Arroz. 6. (a) – líneas de inducción magnética de una bobina con corriente; (b) – gráfico del cambio de corriente a través de la bobina cuando la fuente de corriente se enciende y apaga.
fem autoinducida Con cualquier cambio en la corriente en la bobina (o en general en el conductor), se induce en ella una fem autoinductiva.
Cuanto mayor sea la tasa de cambio de corriente, mayor será la fem de autoinducción.
Cualquier disminución de la corriente eléctrica va acompañada de la aparición de e. d.s. autoinducción, que, según la regla de Lenz, tiende a mantener una corriente decreciente. Como resultado, los voltajes en los inductores pueden aumentar significativamente cuando se interrumpe el circuito actual. A veces, estos voltajes son tan altos que los devanados pueden quemarse; para protegerlos, se incluyen en paralelo con ellos las llamadas resistencias de descarga.
Factor de proporcionalidadlse llama inductancia.La inductancia se mide en Enrique. Un circuito en el que, cuando la corriente cambia uniformemente a razón de un amperio por segundo, por ejemplo, posee una inductancia de un henrio. d.s., igual a un voltio.
La inductancia de una bobina es una cantidad que caracteriza la propiedad de una bobina de inducir una fem autoinductiva.
La inductancia de una bobina determinada es un valor constante, independiente tanto de la intensidad de la corriente que la atraviesa como de la velocidad de su cambio.
No debemos olvidar que si la corriente en la bobina no cambia, entonces no se produce ninguna fem de autoinducción. El fenómeno de la autoinducción es especialmente pronunciado en un circuito que contiene una bobina con un núcleo de hierro, ya que el hierro aumenta significativamente el flujo magnético de la bobina y, por tanto, la magnitud de la fem de autoinducción cuando cambia.En la práctica, a veces se necesita una bobina (o devanado) que no tenga inductancia. En este caso, el cable se enrolla en una bobina, habiéndolo doblado previamente por la mitad. Este método de bobinado se llama bifilar.
Inducción mutua EMF
Para provocar una fem inducida en una bobina cambiando la corriente en otra, no es necesario insertar una de ellas dentro de la otra, pero puedes colocarlas una al lado de la otra.
Y en este caso, cuando cambia la corriente en una bobina, el flujo magnético alterno resultante penetrará (cruzará) las vueltas de la otra bobina y provocará un EMF en ella.
La inducción mutua permite conectar diferentes circuitos electricos. Esta conexión suele denominarse acoplamiento inductivo.
La magnitud de la fem de inducción mutua depende principalmente de la velocidad a la que cambia la corriente en la primera bobina. Cuanto más rápido cambia la corriente en él, mayor es la fem de inducción mutua.
Además, la magnitud de la fem de inducción mutua depende de la inductancia de ambas bobinas y de su posición relativa, así como de la permeabilidad magnética. ambiente.Para poder distinguir entre diferentes pares de bobinas según su capacidad para inducir mutuamente una fem, se introdujo el concepto de inductancia mutua o coeficiente de inducción mutua.
La inductancia mutua se designa con la letra M. Su unidad de medida, como la inductancia, es henry.
Henry es la inductancia mutua de dos bobinas tales que un cambio en la corriente en una bobina de 1 amperio por segundo provoca una fem de inductancia mutua igual a 1 voltio en la otra bobina.
La magnitud de la FEM de inducción mutua se ve afectada por la permeabilidad magnética del medio ambiente. Cuanto mayor sea la permeabilidad magnética del medio a través del cual se cierra el flujo magnético alterno que conecta las bobinas, más fuerte será el acoplamiento inductivo de las bobinas y mayor será el valor de la fem de inducción mutua.
El funcionamiento de un dispositivo eléctrico tan importante como un transformador se basa en el fenómeno de la inducción mutua.
repetir la teoría:
1. La autoinducción es __________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2. Inductancia - ______________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
[l] = ______.
3. FEM de autoinducción : ______________, Dónde l- ______________________________, -_______________________Δ I - _______________________________.
4.Regla de Lenz: ______________________________________________________________________________
5.Regla de Lenz: ______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6. La corriente inducida que surge en un circuito cerrado tiene una dirección en la que el propio flujo magnético creado por ella a través del área limitada por el circuito tiende a __________________ el cambio en el flujo magnético externo que provocó esta corriente.
7. Flujo magnético que pasa a través del solenoide Ф=________________.
8. La corriente de inducción es _______________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
9. Energía del campo magnético W m =______________
10. Densidad de energía del campo magnético volumétrico ω=__________________________.
Resolver problemas:
1. ¿Cuál es la inductancia del circuito si, con una intensidad de corriente de 5 A, aparece en él un flujo magnético de 0,5 mWb?
Dado: SI: Solución:
2. Cuando la corriente en la bobina disminuye uniformemente durante 0,1 s de 10 A a cero, surge en ella una fem autoinductiva de 60 V. Determine la inductancia de la bobina.
Dado: Solución:
3. Usando un reóstato, la corriente en la bobina aumenta uniformemente a una velocidad de 2 A/s. Inductancia de bobina 200 mH. ¿Cuál es la fem autoinducida en la bobina?
Dado: SI: Solución:
4. En una bobina con una inductancia de 0,6 H, la corriente es de 20 A. ¿Cuál es la energía del campo magnético de la bobina? ¿Cómo cambiará la energía del campo si la intensidad actual se reduce a la mitad?
Dado: Solución:
Respuesta: la energía del campo magnético _____________ __________ veces cuando la corriente se reduce a la mitad.
5. ¿Cuál debería ser la intensidad de la corriente en el devanado de un estrangulador con una inductancia de 0,5 H para que la energía del campo sea igual a 1 J?
Dado: Solución:
6. ¿Cuál es la energía del campo magnético del solenoide, en el que aparece un flujo magnético de 0,3 Wb con una intensidad de corriente de 1A?
Dado: Solución:
Ponte a prueba:
1. ¿Qué flujo magnético se produce en un circuito con una inductancia de 0,2 mH a una corriente de 10 A?
Dado: SI: Solución:
2. Encuentre la inductancia del conductor en el que un cambio uniforme en la intensidad de la corriente de 2 A durante 0,25 s excita una fem autoinductiva de 20 mV.
Dado: SI: Solución:
3. Encuentre la energía del campo magnético del solenoide, en el que aparece un flujo magnético de 0,5 Wb con una intensidad de corriente de 10 A.
Dado: Solución:
4. Inductancia de la bobina 0,1 mH. ¿A qué intensidad de corriente la energía del campo magnético será igual a 0,2 mJ?
Dado: SI: Solución:
Fecha “___” _________20____
Tarea 35
trabajo independiente en el tema
"Campo magnético. Inducción electromagnética"
OPCIÓN 1
1. Se crea un campo magnético.
1) cargas eléctricas 2) cargas magnéticas
3) cargas eléctricas en movimiento 4) cualquier cuerpo
2. En el caso se muestran correctamente las líneas de inducción magnética alrededor de un conductor que transporta corriente.
1) A 2) B 3) C 4) D
3. Entre los polos del imán hay un conductor recto con corriente / (el conductor está ubicado perpendicular al plano de la hoja, la corriente fluye hacia el lector). La fuerza en amperios que actúa sobre un conductor está dirigida
1) derecha → 2) izquierda ← 3) arriba 4) abajo ↓
4. Trayectoria de vuelo de un electrón que entra en un campo magnético uniforme en un ángulo de 60°
5. ¿Cuál de los siguientes procesos se explica por el fenómeno de la inducción electromagnética?
1) interacción de conductores con corriente.
2) desviación de una aguja magnética cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable.
3) 
la aparición de una corriente eléctrica en una bobina cerrada cuando aumenta la intensidad de la corriente en la bobina ubicada al lado.
4) la aparición de una fuerza que actúa sobre un conductor rectilíneo que transporta corriente.
6. Un anillo de alambre ligero suspendido de un hilo. Al deslizar un imán en el anillo Polo norte será:
1) repelido por un imán 2) atraído por un imán 3) estacionario 4) primero repelido y luego atraído
7. 
La figura muestra una gráfica de la corriente en el inductor versus el tiempo. El módulo EMF de autoinducción adopta valor más alto en el ínterin
1) de 0 s a 1 s 2) de 1 s a 5 s 3) de 5 s a 6 s 4) de 6 s a 8 s
8. Partido dispositivos tecnicos de la columna izquierda de la tabla con los fenómenos físicos utilizados en ellos en la columna derecha.
Dispositivos de fenómenos
A. motor eléctrico 1) la acción de un campo magnético sobre un imán permanente
B. brújula 2) el efecto de un campo magnético sobre una carga eléctrica en movimiento
B. Galvanómetro 3) el efecto de un campo magnético sobre un conductor portador de corriente
G. MHD - generador PARTE C
Resuelve el problema.
11. Un conductor de 1 m de largo se desliza a lo largo de rieles horizontales ubicados en un campo magnético vertical con una inducción de 0.01 T a una velocidad constante de 10 m/s. Los extremos de los rieles están conectados a una resistencia con una resistencia de 2 ohmios. Encuentre la cantidad de calor liberado en la resistencia en 4 s. Desprecie la resistencia de los rieles y del conductor.
Dado: SI: Solución
Calificación _____ firma del maestro ________________/L.S. Tishkina/
OPCIÓN 2
PARTE A Elige una respuesta correcta
1. Una carga eléctrica en movimiento crea
1) solo campo eléctrico 2) solo campo magnético
3) campos eléctricos y magnéticos 4) solo campo gravitacional
2. La figura muestra un conductor cilíndrico a través del cual fluye corriente eléctrica. La dirección de la corriente está indicada por la flecha. ¿Cuál es la dirección del vector de inducción magnética en el punto C?
1) en el plano de dibujo hacia arriba
2) en el plano de dibujo hacia abajo
3) desde nosotros perpendicular al plano de dibujo
4) a nosotros perpendicular al plano de dibujo
3. Un conductor portador de corriente introducido en un campo magnético recibe la acción de una fuerza dirigida
“Velocidad de una reacción química”: factores que afectan la velocidad de una reacción. Activación mecanoquímica del sonido. Un ejemplo de cómo escribir una ecuación cinética para una reacción simple. Velocidad de reacciones heterogéneas. Cinética química. Catálisis heterogénea. Catálisis homogénea. Preexponente y exponente. Definición gráfica de n. El factor preexponencial (A) da alguna característica del número total de colisiones.
“Velocidad cósmica” - El movimiento de un cuerpo en un campo gravitacional. Hipérbola. Este. La trayectoria de los cuerpos que se mueven a baja velocidad. Primero velocidad de escape. Imagen de un hombre y una mujer. Lanzado en 1977. Yu.A. Gagarín. Círculo. En 1989, la nave espacial Voyager fue más allá sistema solar. Trayectorias de cuerpos.
“Velocidad de reacción” - El área de contacto de las sustancias que reaccionan. Determinar el tipo de sistemas responsivos. Catalizadores y catálisis. Efecto de la concentración de reactivos (para sistemas homogéneos) 3ª fila. Sistemas homogéneos: Gas + gas Líquido + líquido. 2. Escribe la ecuación cinética de la reacción: 2H2 + O2 = 2H2O. Factores que afectan la velocidad.
“Velocidad de propagación del sonido” - ¿Qué es un tono puro? Por eso el trueno se retrasa tanto después del relámpago. Velocidad de propagación ondas sonoras varía en diferentes entornos. ¿Qué determina el timbre de un sonido? El sonido viaja más rápido en los líquidos. El sonido viaja más lento en los gases. En sólidos es aún más rápido.
“Midiendo la velocidad de la luz” - El satélite tardó 22 minutos en salir de las sombras en comparación con el cohete. Ole Christensen Römer 25 de septiembre de 1644-19 de septiembre de 1710. C=214300 km/s. Armand Hypollite Louis Fizeau 23 de septiembre de 1819 – 18 de septiembre de 1896. Luego alcanzó el espejo, pasó entre los dientes y cayó en el ojo del observador. La rueda giró lentamente y la luz era visible.
“Lección Velocidad tiempo distancia” - Velocidad = Distancia: tiempo. Un hombre caminaba hacia la ciudad y en el camino alcanzó a tres de sus conocidos. Calentamiento. El tren de pasajeros recorrió 75 km en la primera hora, 60 km en la segunda hora y 75 km en la tercera hora. Un tren de carga recorrió 120 km en 3 horas, cubriendo la misma distancia cada hora. Tareas de movimiento. Sin embargo, el vuelo de regreso dura 80 minutos.
